张宇峰:现代科技为桥梁安全保驾护航

2019-12-03 06:20:10  来源:南京龙虎网-南京日报  

(原标题:张宇峰:现代科技为桥梁安全保驾护航)

张宇峰:现代科技为桥梁安全保驾护航

    2002年,张宇峰从东南大学博士毕业进入江苏省交通科学研究院(苏交科集团股份有限公司),致力于桥梁施工控制、无损检测、健康监测与状态评估等科研与技术工作,并开创了该院施工控制和健康监测两大技术方向。 

    何为施工控制?张宇峰介绍,由于实际施工现场和理论设计上的差异,施工监控要在现场对结构的应力应变、变形、索力等进行测试,在仿真模型中进行计算和分析并不断修正,使仿真模型接近施工现场的实际情况,并预测下一个阶段会达到的状态,施工单位就可以据此施工,保证与设计基本保持一致。张宇峰主持了50多座大桥的施工控制工作,其中最大的斜拉桥主跨450米,最大的悬索桥主跨760米。“如果施工中的监测没做好,就相当于这座桥梁‘出生’的时候就是不健康的,使用中会产生一系列问题。”张宇峰打比方说。 

    一座桥梁健康“出生”以后,还需要定期对桥梁进行检测,让检测工作智能化则一直是张宇峰和团队努力的方向。斜拉索桥或悬索桥的吊杆里面有没有锈蚀或断丝,涉及到桥梁的安全,用“开膛破肚”的方法进行检测,对索体会有损伤;漏磁检测法则只能分段测,速度慢,设备重。张宇峰率领团队与华中科技大学联合开发出磁致伸缩导波法,通过大量的试验,开发的设备能达到单次探测20米时精度到探测1.6%截面损失率的水平,且与漏磁检测法相比,速度提升了20倍以上。 

    对一座桥是否可以安全使用做出评价,除了目视检查、无损检测外,目前最终的评价是荷载试验。做荷载试验时要封桥,并按设计规范计算桥上最多能上多少辆车,将车分批按照设计时最不利的位置停放到位,费时费力,代价高。如2014年江阴大桥进行荷载试验,动用了56辆重型卡车和上百人,中断了两个晚上的交通,却只能检测四个工况。张宇峰及团队通过近10年的努力,提出了准静态试验法,只需要一辆卡车,沿桥缓速行驶,车上的测试设备与桥上的装置同步关联,将应变或位移影响线标出来,分析结果就可以对整个桥梁状况做评价,以此再建立虚拟桥梁模型,做虚拟荷载试验。如果在虚拟试验里检测合格,就可以不用再做实际的荷载试验。从目前的应用成果来看,这种方法让交通中断时间从8小时以上缩短为半小时以内,且试验成本只需传统荷载试验的二分之一甚至三分之一。